炭化水素は可燃性が高く、燃焼すると二酸化炭素、水、熱を発生します。したがって、炭化水素は燃料源として非常に有効です。炭化水素は世界中で自然に発生しており、温度と重量の力によって何千年にもわたって形成されてきた化石植物や動物に由来します。それらは主に、多孔質の岩層（砂岩、石灰岩、頁岩など）の深部に見られます。多孔質の岩層は、多くの場合、大規模な水域で見られ、海の奥深くに大量の炭化水素を閉じ込めています。石油およびガス探査会社は、高度なエンジニアリング技術を使用して、これらの潜在的な鉱床を特定し、人間が消費できるように資源を地表にもたらします。このような技術の例には、オフショア石油プラットフォーム、指向性掘削、強化された石油回収 (EOR) 技術が含まれます。
炭化水素の供給源 - 原油と天然ガス
ほとんどの炭化水素は、石油と天然ガスに由来します。地球から抽出された油は、直鎖アルカン、シクロアルカン、アルケン、および 4 ～ 数百の炭素原子を持つ芳香族炭化水素を含む、何千もの有機化合物の複雑な混合物です。成分のアイデンティティと相対的な存在量はソースによって異なります。テキサス原油はサウジアラビア原油とはわずかに異なります。実際、さまざまな貯留層から油を分析すると、それぞれの「指紋」が生成されます。これは、こぼれた油の出所を追跡するのに役立ちます。たとえば、テキサス原油は「甘い」、つまり少量の硫黄含有分子が含まれていますが、サウジアラビアの原油は「酸っぱい」、つまり比較的大量の硫黄含有分子が含まれています。
石油と天然ガスは化石燃料の一つです。化石燃料は、次の自然のプロセスによって形成される燃料です。 B. 埋められた死んだ有機体の嫌気性分解。化石燃料は自然のプロセスによって継続的に形成されますが、形成されるまでに何百万年もかかり、既知の実行可能な埋蔵量は新しいものが作られるよりもはるかに速く枯渇するため、一般的に再生不可能です。リソースとして分類されます。
炭化水素で汚染された排水の悪影響
メタンとクロロフルオロカーボンは、大気を大きく変化させる可能性のある 2 つの炭化水素です。メタンは二酸化炭素 (CO2) に酸化され、大気中の CO2 の量を増加させ、温室効果と地球温暖化に寄与します。CFC は冷蔵缶やエアゾール缶に使用されています。大気中に放出されると、塩素が生成され、オゾン層が破壊されます。地球を紫外線から守ってくれます。これにより、人、動物、植物が有害な紫外線の影響を受けやすくなります。
アルデヒドは、自動車の燃料や合板の燃焼など、炭化水素が燃焼するときに生成される有毒な化学物質です。それらは植物の光合成を阻害し、目と肺の炎症を引き起こし、場合によっては癌さえも引き起こすことが示されています.
殺虫剤、石油、または廃水として水流に排出されるさまざまな有機汚染物質など、多くの発生源が、廃水の炭化水素負荷の一因となっています。炭化水素で汚染された水は、動植物に対して発がん性、神経毒性、変異原性があることが知られています。汚染された土壌、油流出、殺虫剤、自動車油、都市雨水の排出が、炭化水素汚染の主な原因です。
多環式炭化水素は有毒で、人体に深刻な影響を与えます。免疫系、肝臓、呼吸器系、生殖器系、循環器系、腎臓などは、炭化水素の摂取によって影響を受ける臓器です。個人の感受性と暴露レベルは、損傷の程度に依存する要因です。発生と生殖のプロセスを混乱させる可能性がある癌のリスクとホルモンの問題は、炭化水素で汚染された廃水が他の人間に与える影響です。
自動車と自動車の使用が増加するにつれて、水中の炭化水素汚染の主な原因である自動車油の使用も増加します。このタイプの汚染は、車からのオイルが滴り、床にこぼれたときに発生します。排水管からの水の流れで洗い流すことができます。
経験豊富な人なら誰でも知っているように、油煙を吸い込むことは非常に不快です。しかし、石油製品の燃焼による煙を吸い込むことは、一時的な不快感だけでなく、短期的および長期的に健康に害を及ぼす可能性があります.急性には、これらの影響は主に呼吸器系に集中しますが、長期的にはさまざまな臓器系に影響を与える可能性があります.危険は、煙を吸い込むことによる物理的影響と、分子組成に関係なく、特定の分子が体の細胞装置と相互作用する方法による化学的影響の両方から生じます。後者はすぐにはわからないことが多いため、より潜行性が高くなります。
予防
環境と健康に有害な可能性がある炭化水素汚染によって引き起こされる汚染を排除するために、国内および国際レベルの両方で努力が行われています。炭化水素で汚染されたサイトを修復するには 3 つの方法があります
<オール>ファイトレメディエーション
ファイトレメディエーションは、植物を使用して空気、水、土壌から汚染物質を分解、抽出、除去するプロセスです。これには、汚染物質の分解、消散、固定化、および蓄積につながる可能性のあるさまざまなメカニズムが含まれています。
バイオレメディエーション
生分解性炭化水素と天然微生物で構成される石油および石油汚染土壌を処理する費用対効果の高い方法です。バイオレメディエーション プロセスには、自然の微生物を使用して大気を除染することが含まれます。このプロセスでは、バクテリア、菌類、酵母などの自然界に存在する微生物を使用して、汚染物質を有用または無毒の物質に変換します。また、微生物が化学物質を分解および代謝することによって環境の質を回復するプロセスでもあります。バイオオーグメンテーション プロセスでは、有害な炭化水素を分解し、汚染物質を減らすために微生物を追加します。また、炭化水素を分解して汚染された水にすることができる微生物の注入でもあります。このプロセスは、汚染された水に遺伝子組み換え微生物を加えることで、炭化水素汚染物質を生分解する可能性があります。
生体刺激は、天然の炭化水素分解微生物が必要とする栄養素を加えることによって、有害な化合物を分解するプロセスです。油流出時に油分解を引き起こす微生物の増殖は、炭素の増加によって活性化されます。微生物が炭化水素を分解する傾向は、適切な濃度の補助栄養素を添加することで強化されます。
化学的修復
このプロセスには化学薬品の使用が必要です。汚染物質は、さまざまな化学物質で処理できます。化学物質は通常、汚染物質の化学的および物理的特性を変化させる能力を持っています。分散剤、固化剤、化学酸化剤は、化学的修復が分類される 3 つのカテゴリです。
- 分散剤 - 油性スラッジは、分散剤に含まれる界面活性剤によって小さな液滴に分解されます。界面活性剤は、水に移すことですばやく希釈し、簡単に分解できます。化学分散剤は、油滴の表面積を増やし、自然な生分解速度を高めることができます。このプロセスにより、油水エマルジョンの発生が遅くなり、迅速な処理が可能になり、表面への油の粘着性が低下します。このようにして、油流出は生物や海洋生物への害を減らします。これは、油膜をバクテリアによって分解できる液滴に変えることによって実現されます。
結論
炭化水素汚染物質は、陸上、水生、大気の生態系に幅広い影響を与えます。これは、化石燃料の使用と産業革命の始まり以来の問題でした。頻繁な油流出、パイプライン流出、殺虫剤の蔓延による前例のない人口増加は、環境汚染の大幅な増加に寄与しています。一緒になって、それらは陸、空気、水、下層土の動物、および在来の微生物集団の生命を脅かしています。したがって、環境修復は人間の生存の最も重要な側面です。この記事では、原因を強調するだけでなく、こぼれをきれいにするために使用されるテクニックについても説明します.この章で説明するさまざまな修復方法は、(i) ファイトレメディエーション、(ii) バイオレメディエーション、および (iii) ケミカル修復です。
